Свойства грунтов и их влияние на устойчивость инженерных сооружений

Средняя высота блоков, разделенных линией ГВВ на части, записывается двумя цифрами: верхняя - длина сродней линии выше ГВВ; нижняя - длина средней линии ниже ГВВ.

Ширина и объем блока определяются аналогично 3.1.7. Удельный вес влажного грунта берем из исходных данных, а

удельный вес взвешенного грунта - иа 3.2.1.

Вес блока вычисляем также по частям. Объём сухой части блока умножается на удельный вес влажного грунта, а объём затопленной части блока - на удельный вес взвешенного в воде грунта.

Величину плеча определяем по 3.1.7. Момент вычисляем по частям блоков.

После заполнения таблицы вычисляем суммы 1\ и Л*«

41

3.2.9.Длину дуги скольжения определяем так же, как в 3.1.8.

3.2.10.Коэффициент устойчивости Ку определяем так же, как в

3.1.9.

3.3. Расчет устойчивости откоса по методу КЦПС с учётом фильтрационного давления

3.3.1.Вычисляем удельный вес грунта, взвешенного в воде (см.

3.2.1).

3.3.2.Вычисляем средневзвешенное значение удельного веса грунта (см. 3.2.2).

3.33. Вычисляем параметр Лс, (см. 3.2.3).

3.3.4.Определяем угол наклона поверхности откоса (см. 3.1.2).

3.3.5.Определяем относительные координаты центра опасной дуги скольжения (см. 3,1 3).

3.3.6.Определяем абсолютные координаты (см. 3.1.4).

3.3.7.Вычерчиваем расчетную схему (см. 3.1.5) (рис. 5).

3.3.8.Отсек обрушения делим на блоки и рассчитываем средние линии (см. 3.1.6).

3.3.9.На откосе насыпи наносим две горизонтальные линии: линию горизонта верхних вод ГВВ, линию спада воды до уровня горизонта вод ГВ.

Оба значения имеются в исходных данных.

3.3.10.Вычисляем среднюю точку кривой депрессии

где В - ширина земляного полотна (табл. 11);

42

3 - гидравлический градиент или средний уклон линии депрессии, равный:

для песков 3 = 0 , для пылеватых грунтов 3 * 0,05-0,06,

для суглинистых грунтов 3 = 0,06-0,08.

3.3.11. Проводим кривую депрессии, через которую осуществляется фильтрация воды. Кривую проводим по трйм точкам:

первая точка (М) - точка пересечения плоскости откоса с уровнем ГВ;

вторая точка (N) - точка пересечения осевой линии земляного полотна дороги с уровнем ГВВ;

третья точка находится на вертикальной прямой, опущенной через бровку земляного полотна путём отложения отрезка А от уровня ГВВ.

Три точки плавно, с помощью лекала соединяем между собой. 3.3.12. Вычисляем фиктивный угол внутреннего трения по фор-

где а - средняя высота блока в зоне сухого фунта, м;

b -средняя высота блока в зоне фильтрации давления* м; с - то же, в зоне затопления, м;

d - то же, в зоне застоя, м (рис. 5).

43

Результаты расчётов сводим в табл. 14.

Е/V-r,- t f f • црф «

Среднюю высоту находим по расчётной схеме независимо от пересечения блока кривой депрессии.

Ширину и объём блока находим так же, как в табл. 12. Удельный вес грунта принимаем на основании исходных дан-

ных, независимо от зон, возникающих в откосе при фильтрационном давлении:

Вес блока, плечо и моменты определяем по табл. 12. Показатель В вычисляем для каждого блока. При отсутствии в

блоке соответствующей зоны показатель, характеризующий зону, равняется нулю

Коэффициент внутреннего трения определяем исходя из величины угла внутреннего трения (исходные данные)

Фиктивный угол внутреннего трения рассчитываем для каждого блока.

После заполнения таблицы вычисляются суммарные значения

Ptx, и Pt Ig !рф.

3.3.13.Определяем длину дуги скольжения (см 3.1 8)

3.3.14.Рассчитываем коэффициент устойчивости из выражения

45

IP, ' X!

где C w - сцепление, кН/м2 (исходные данные);

R - радиус кривой скольжения, м (расчетная схема).

3.4.Расчет устойчивости откоса по методу ППС без учёта дополнительных силовых воздействий

3.4.1.На основании исходных данных (Н, т, категория дороги) на миллиметровой бумаге формата A4 строим очертание откоса в масштабе 1:100.

3.4.2.Разбиваем откос на блоки в соответствии с заданием,

3.4.3.В пределах каждого блока произвольно проводим поверхность скольжения, получаем ломаную линию, отражающую слоистый характер строения откоса из грунтов различных физикомеханических характеристик. Транспортиром измеряем угол наклона поверхности скольжения в пределах блока (а,) и подписываем каждый угол.

3.4.4.Для каждого блока проводим среднюю линию, измеряем

ееи подписываем (рис. 6).

3.4.5.Объем блока определяем путем умножения средней высоты на ширину блока.

3.4.6.Вес блока рассчитываем путем умножения объема блока на удельный вес грунта, который берем из исходных данных и корректируем с учетом 3.4.9.

3.4.7.Длину участка поверхности скольжения измеряем линейкой с учетом выбранного масштаба (М 1:100).

3.4.8.Угол сдвига вычисляем по формуле

46

Pi

где ig <fk- коэффициент внутреннего трения (<p, - угол внутреннего трения, берём из исходных данных и корректируем с учетом 3.4.9); Cw - сцепление, кН/м2 (исходные данные корректируем с учетом

34.9);

Ь- длина участка поверхности скольжения в пределах блока, м (расчётная схема),

Pi - вес блока, кН.

3.4.9. Результаты расчетов сводим в табл. 15.

47

Показатели, характеризующие фунты в методе ППС, корректируются для каждого блока. Исходные данные дают по одному значению: удельного веса, сцепления и угла внутреннего трения.

Удельный вес грунта варьируется в пределах ± 0,5 с интервалом 0,1. Например, дан удельный вес 18,75 кНУм3. Расписываем значения: 18,75+0,5=19,25 кН/м3, 18,75-0,5=18,25 кН/м\ Полный ряд: 18,25; 18,35; 18,45 и т.д. до 19,25 кН/м5.

Сцепление варьируется в пределах ±5 с интервалом 1,0. Например, дано сцепление 20 кН/м2. Расписываем значения: 20+5= 25 кН/м2, 20-5=15 кН/м2. Полный ряд. 15, 16, 17 и т.д. до 25 кН/м2. (Если в исходных данных дается меньшее количество блоков чем 10, то расписывается столько, сколько дано по заданию, а остальные оторасываются).

Угол внутреннего трения варьируется в пределах ± 5 с интервалом 1,0. Например, дан угол внутреннего трении 12, расписываем значения: 12+5= 17°, 12-5=8° Полный ряд: 8, 9,10 и т.д. до 17°.

Таким образом, для каждого блока для показателей 5, 10, 12 (табл. 15) должны быть различные значения.

Угол наклона ПС а, принимаем положительным при наклоне поверхности скольжения в сторону общего смещения отсека и отрицательным - при наклоне в противоположную сторону (в пассивной зоне).

3.4.10. Рассчитываем коэффициент устойчивости по методу ППС:

9-й колонкой табл. 15.

Полученный показатель сравниваем со значением коэффициента устойчивости из табл 10 и делаем вывод об устойчивости откоса

3.5. Расчет устойчивости откоса по методу ПГ1С с учетом фильтрационного давления

3.5,1. На основании исходных данных вычерчиваем расчетную схему (см. 3.4.1, 3.4.2, 3.4.3, рис. 7).

49